CN114946996B - 一种柠檬酸菌丝渣液肽饲料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柠檬酸菌丝渣液肽饲料及其制备方法，所述制备方法为：(1)将发酵柠檬酸菌丝体料液进行压滤得到柠檬酸菌丝体酸渣，加入甘薯/桑叶混合提取物和水混合，高温灭菌后得到培养基；(2)将蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶添加到培养基中，酶解后得到发酵培养基；(3)将植物乳杆菌、克鲁斯假丝酵母、枯草芽孢杆菌接种至发酵培养基中，发酵完成后过滤，得到的发酵液即为柠檬酸菌丝渣液肽饲料。本发明用现有的柠檬酸发酵副产物菌丝体废渣为主要原料，对菌丝体酸渣二次发酵转化为酸甜可口具有果香，且营养丰富的新产品，开发能够应用于水产、畜产的发酵型生物液肽饲料或饲料添加剂，具有较好的诱食性、营养性和环保性。
Description
技术领域
本发明涉及柠檬酸酸渣发酵技术领域，具体涉及一种柠檬酸菌丝渣液肽饲料及其制备方法。
背景技术
我国是柠檬酸生产大国，柠檬酸产量位居世界第一，目前柠檬酸工业生产常用的原料主要是玉米，以玉米作为原料生产柠檬酸，具有低能耗、低污染、高效益等优点，越来越受到柠檬酸生产企业的青睐，而玉米发酵废渣产量也呈急剧上升之势，以玉米发酵制备柠檬酸产生的主要副产物是玉米淀粉渣和菌丝渣。菌丝渣是柠檬酸发酵液经压榨过滤后得到的渣料，水分含量为60-70％，由于经过微生物发酵，菌丝渣中含有大量的黑曲霉菌丝体以及菌体蛋白，并含有糖类、脂肪、无机盐、维生素等以及1-3％的柠檬酸。柠檬酸菌丝渣富含多种营养物质，但是可被动物有效吸收利用的成分有限。目前采取的处理方法是用蒸汽加热烘干去掉多余水分卖给饲料厂做饲料加工的原料，因为水分高，每出一吨成品需要消耗1.5吨蒸汽，还有大量电力，造成碳排放高，另外因为含有残余柠檬酸，所以动物的适口性差，不爱吃。同时对外出售，价格不高，产品附加值较低。申请号为201610580445.0的专利公开了一种以柠檬酸玉米淀粉渣和菌丝渣为基料发酵制备高蛋白饲料的方法，以柠檬酸玉米淀粉渣和菌丝渣共同发酵，但柠檬酸玉米淀粉渣是玉米液化淀粉转化为糖后剩余的玉米皮和玉米芯，也就是玉米脐，它的主要成分是蛋白，所以用玉米淀粉渣和菌丝渣共同发酵制备高蛋白饲料难度相对较低，并且淀粉渣是甜的，制备成饲料后适口性相对较好。而单独发酵菌丝渣，由于菌丝渣是酸性的，适口性不好，并且蛋白含量低，所以单独发酵菌丝渣制备饲料的报道尚未出现。为了增加产品附加值，增加企业效益，开发新产品，丰富产品结构，需要一种单独发酵菌丝渣的制备方法。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种柠檬酸菌丝渣液肽饲料及其制备方法。本发明用现有的柠檬酸发酵副产物菌丝体废渣为主要原料，对菌丝体酸渣二次发酵转化为酸甜可口具有果香，且营养丰富的新产品，开发能够应用于水产、畜产的发酵型生物液肽饲料或饲料添加剂，具有较好的诱食性、营养性和环保性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种柠檬酸菌丝渣液肽饲料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将发酵柠檬酸菌丝体料液进行压滤得到柠檬酸菌丝体酸渣，加入甘薯/桑叶混合提取物和水混合，高温灭菌后得到培养基；
(2)将蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶添加到步骤(1)得到的培养基中，酶解后得到发酵培养基；
(3)将植物乳杆菌、克鲁斯假丝酵母、枯草芽孢杆菌接种至步骤(2)得到的发酵培养基中，发酵完成后过滤，得到的发酵液即为柠檬酸菌丝渣液肽饲料。
说明：本发明中的甘薯是指甘薯的根茎。
发酵柠檬酸菌丝体料液是指柠檬酸发酵液，经压榨过滤后得到柠檬酸菌丝体酸渣。
优选的，步骤(1)中，所述柠檬酸菌丝体酸渣的含水量为60～65wt％。
优选的，步骤(1)中，所述甘薯/桑叶混合提取物由以下方法制备：
a)将甘薯与桑叶混合后粉碎，加入纤维素酶进行酶解，得到酶解甘薯/桑叶；
b)将酶解甘薯/桑叶依次进行水提、浓缩和醇沉，得到的沉淀即为甘薯/桑叶混合提取物。
优选的，步骤a)中，所述甘薯与桑叶的质量比为4：(1～2)；所述纤维素酶的加入量占甘薯与桑叶总质量的1％；所述酶解温度为45～55℃，酶解时间为1～3h。
优选的，步骤b)中，所述水提为：向酶解甘薯/桑叶中加入10～20质量倍的水，80℃下水提0.5～1h，水提三次，将水提液混合；所述浓缩为旋转蒸发浓缩，水浴温度为80℃，真空度为0.075～0.085MPa；所述醇沉为：搅拌下向浓缩后的提取物中加入5体积倍的95％乙醇，静置1h将沉淀分离出来，80℃下干燥。
优选的，步骤(1)中，所述柠檬酸菌丝体酸渣、甘薯/桑叶混合提取物和水的质量比为20：(4～5)：(80～200)。
优选的，步骤(2)中，所述蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶的质量比为1：1：1；所述蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶的总添加量占柠檬酸菌丝体酸渣重量的1～3％；所述酶解温度为35～40℃，酶解时间为0.5～1.5h。
优选的，步骤(3)中，所述植物乳杆菌、克鲁斯假丝酵母、枯草芽孢杆菌的接种量均占柠檬酸菌丝体酸渣重量的1～5％；所述发酵为控制发酵温度为28-30℃，当发酵液的PH小于4.0，发酵完成。
优选的，所述植物乳杆菌的菌种保藏号为CICC 20765；所述克鲁斯假丝酵母的菌种保藏号为CICC 31796；所述枯草芽孢杆菌的菌种保藏号为CICC 10023。
本发明的第二方面，提供上述制备方法得到的柠檬酸菌丝渣液肽饲料。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用生产柠檬酸的副产物菌丝渣为原料制备高附加值的液肽饲料，菌丝渣价格低廉易获取，制备得到含有多种有益微生物活菌、多肽等多种营养物质的液体饲料。
(2)本发明在发酵菌丝渣时，通过添加少量甘薯/桑叶提取物，使得发酵得到的多肽、小肽、氨基酸含量大幅提高，甘薯和桑叶价格低廉且原料易得，并且甘薯/桑叶提取物添加量少，并没有提高发酵成本。反而制得高附加值的液肽饲料，饲料营养丰富、易于吸收，提高了菌丝渣的附加值。
(3)本发明用现有的柠檬酸发酵副产物菌丝体废渣为主要原料，对菌丝体酸渣二次发酵，将其所含的柠檬酸转化为酸甜可口具有果香，且营养丰富的新产品，可作为饲料或饲料添加剂使用，具有较好的诱食性、营养性和环保性。
(4)本发明制备方法简单，成本低，附加值高，适合于工业化生产。
附图说明
图1：采用实施例2制备液肽饲料的照片。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的，柠檬酸发酵副产物菌丝体废渣中含有柠檬酸，所以适口性不好，如果不经处理，无法作为牲畜饲料使用。并且菌丝体废渣中蛋白含量低，营养性查。
基于此，本发明的目的是提供一种柠檬酸菌丝渣液肽饲料的制备方法。如果单以菌丝体废渣为培养基进行酶解和发酵后，柠檬酸基本上可以被分解和转化，但饲料中的蛋白含量，特别是易于牲畜吸收的多肽、小肽等的含量不高，不易于牲畜吸收。经发明人研究发现，向培养基中添加多糖可以提高发酵液中多肽和小肽的含量。经过对各类多糖的研究发现，甘薯/桑叶以一定质量比混合后提取的多糖，可以显著提高发酵液中多肽的含量，使最终制备的发酵液不仅营养性提高，而且具有较好的诱食性，有助于柠檬酸的转化。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
说明：所述植物乳杆菌的菌种保藏号为CICC 20765；所述克鲁斯假丝酵母的菌种保藏号为CICC 31796；所述枯草芽孢杆菌的菌种保藏号为CICC 10023；均购自中国工业微生物菌种保藏管理中心。
95％乙醇中，95％是指乙醇的体积分数。
实施例1：甘薯与桑叶提取物的制备
先将甘薯根茎和桑叶清洗干净并干燥，然后甘薯与桑叶按2：1的质量比混合后粉碎至20目，加入1wt％的纤维素酶50℃酶解2h，得到酶解甘薯/桑叶。
向酶解甘薯/桑叶中加入15质量倍的水，80℃下水提0.5h，水提三次，将水提液过滤后混合，得到甘薯/桑叶水提液。旋转蒸发浓缩，水浴温度为80℃，真空度为0.08MPa，旋蒸45min后，得到甘薯/桑叶浓缩液。搅拌下向甘薯/桑叶浓缩液中加入5体积倍的95％乙醇，静置1h将沉淀分离出来，2000r/min离心5min，得到的沉淀于80℃下干燥30min后得到甘薯与桑叶提取物。
实施例2
(1)将柠檬酸发酵液用板框压滤机过滤至菌丝渣含水量为62wt％，取200g柠檬酸菌丝体酸渣、50g实施例1制备的甘薯/桑叶混合提取物和800g水混合并搅拌均匀，121℃灭菌5min后得到培养基。
(2)将1g蛋白酶、1g淀粉酶、1g纤维素酶添加到步骤(1)得到的培养基中，40℃酶解0.5h得到发酵培养基。
(3)向发酵培养基中接种10.0g植物乳杆菌、10.0g克鲁斯假丝酵母和10.0g枯草芽孢杆菌，控制发酵温度为28℃，当发酵液的PH小于4.0，对发酵液进行过滤，即为柠檬酸菌丝渣液肽饲料，带有浓郁果香味。经检测，其中粗蛋白总量为50.2％，游离氨基酸含量为4.7％，多肽总量为45.5％。
实施例3
(1)将柠檬酸发酵液用板框压滤机过滤至菌丝渣含水量为65wt％，取200g柠檬酸菌丝体酸渣、40g实施例1制备的甘薯/桑叶混合提取物和2000g水混合并搅拌均匀，121℃灭菌5min后得到培养基。
(2)将2g蛋白酶、2g淀粉酶、2g纤维素酶添加到步骤(1)得到的培养基中，35℃酶解1.0h得到发酵培养基。
(3)向发酵培养基中接种5.0g植物乳杆菌、5.0g克鲁斯假丝酵母和5.0g枯草芽孢杆菌，控制发酵温度为30℃，当发酵液的PH小于4.0，对发酵液进行过滤，即为柠檬酸菌丝渣液肽饲料，带有浓郁果香味。经检测，其中粗蛋白总量为48.5％，游离氨基酸含量为4.5％，多肽总量为44.0％。
对比例1
与实施例2的区别在于：不添加实施例1制备的甘薯/桑叶混合提取物，制备得到液体饲料，有酸味。经检测，其中粗蛋白总量为15.3％，游离氨基酸含量为10.0％，多肽总量为5.3％。
对比例2
(1)先将甘薯根茎清洗干净并干燥，然后甘薯粉碎至20目，加入1wt％的纤维素酶50℃酶解2h，得到酶解甘薯。
向酶解甘薯中加入15质量倍的水，80℃下水提0.5h，水提三次，将水提液过滤后混合，得到甘薯水提液。旋转蒸发浓缩，水浴温度为80℃，真空度为0.08MPa，旋蒸45min后，得到甘薯浓缩液。搅拌下向甘薯浓缩液中加入5体积倍的95％乙醇，静置1h将沉淀分离出来，2000r/min离心5min，于80℃下干燥30min后得到甘薯多糖。
(2)与实施例2的区别在于：添加本实施例步骤(1)制备的甘薯多糖代替甘薯/桑叶提取物，制备得到液体饲料，有酸香。经检测，其中粗蛋白总量为30.9％，游离氨基酸含量为8.0％，多肽总量为22.9％。
对比例3
(1)先将桑叶清洗干净并干燥，然后桑叶粉碎至20目，加入1wt％的纤维素酶50℃酶解2h，得到酶解桑叶。
向酶解桑叶中加入15质量倍的水，80℃下水提0.5h，水提三次，将水提液过滤后混合，得到桑叶水提液。旋转蒸发浓缩，水浴温度为80℃，真空度为0.08MPa，旋蒸45min后，得到桑叶浓缩液。搅拌下向桑叶浓缩液中加入5体积倍的95％乙醇，静置1h将沉淀分离出来，2000r/min离心5min，于80℃下干燥30min后得到桑叶多糖。
(2)与实施例2的区别在于：添加本实施例步骤(1)制备的桑叶多糖代替甘薯/桑叶提取物，制备得到液体饲料，有酸香。经检测，其中粗蛋白总量为28.8％，游离氨基酸含量为8.1％，多肽总量为20.7％。
对比例4
与实施例2的区别在于：用糖浆代替实施例1制备的甘薯/桑叶混合提取物，制备得到液体饲料，有酸香。经检测，其中粗蛋白总量为22.4％，游离氨基酸含量为8.5％，多肽总量为13.9％。
通过实施例2～3和对比例1～4可以看出，在柠檬酸菌丝体酸渣中加入甘薯/桑叶提取物进行发酵后，可以改善得到的液体饲料的风味，带有浓郁果香味，诱食性好，与对比例2和3相比，效果显著。说明甘薯/桑叶提取物中的甘薯多糖和桑叶多糖可以协同促进发酵，同时还显著提高了饲料中的多肽含量，降低了游离氨基酸的含量，成为真正的液肽饲料。本发明的方法大大提高了柠檬酸菌丝体酸渣的附加值，适于工业化生产，可以创造巨大的经济效益。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种柠檬酸菌丝渣液肽饲料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将发酵柠檬酸菌丝体料液进行压滤得到柠檬酸菌丝体酸渣，加入甘薯/桑叶混合提取物和水混合，高温灭菌后得到培养基；所述柠檬酸菌丝体酸渣、甘薯/桑叶混合提取物和水的质量比为20：（4~5）：（80~200）；
所述甘薯/桑叶混合提取物由以下方法制备：
a）将甘薯与桑叶混合后粉碎，加入纤维素酶进行酶解，得到酶解甘薯/桑叶；所述甘薯与桑叶的质量比为4：（1~2）；
b）将酶解甘薯/桑叶依次进行水提、浓缩和醇沉，得到的沉淀即为甘薯/桑叶混合提取物；
（2）将蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶添加到步骤（1）得到的培养基中，酶解后得到发酵培养基；
（3）将植物乳杆菌、克鲁斯假丝酵母、枯草芽孢杆菌接种至步骤（2）得到的发酵培养基中，发酵完成后，过滤得到的发酵液即为柠檬酸菌丝渣液肽饲料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述柠檬酸菌丝体酸渣的含水量为60~65wt%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述纤维素酶的加入量占甘薯与桑叶总质量的1%；所述酶解温度为45~55℃，酶解时间为1~3h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述水提为：向酶解甘薯/桑叶中加入10～20质量倍的水，80℃下水提0.5~1h，水提三次，将水提液混合；所述浓缩为旋转蒸发浓缩，水浴温度为80℃，真空度为0.075~0.085MPa；所述醇沉为：搅拌下向浓缩后的提取物中加入5体积倍的95%乙醇，静置1h将沉淀分离出来，80℃下干燥。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶的质量比为1：1：1；所述蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶的总添加量占柠檬酸菌丝体酸渣重量的1~3%；所述酶解温度为35~40℃，酶解时间为0.5~1.5h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述植物乳杆菌、克鲁斯假丝酵母、枯草芽孢杆菌的接种量均占柠檬酸菌丝体酸渣重量的1~5%；所述发酵为控制发酵温度为28-30℃，当发酵液的pH小于4.0，发酵完成。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述植物乳杆菌的菌种保藏号为CICC20765；所述克鲁斯假丝酵母的菌种保藏号为CICC 31796；所述枯草芽孢杆菌的菌种保藏号为CICC 10023。
8.权利要求1~7任一项所述的制备方法得到的柠檬酸菌丝渣液肽饲料。
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